Лабораторная работа № 3 Испытание строительной извести

Цель работы: определение содержания в извести активных СаО+МgО, скорости гашения извести, содержания в извести непогасившихся зерен и определение тонкости помола. Оценка качества выполненных работ и правильности полученного результата.

Теоретическая часть

Строительная воздушная известь – вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом не до спекания (900…1100ºС) карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитов и т.п.), состоящих преимущественно из углекислого кальция СаСО₃ и небольшого количества углекислого магния МgСО₃, а также примесей кварца и глины, которые ухудшают качество строительной извести. Содержание глины в карбонатных породах не должно превышать 6 %. В результате обжига получают комовую негашеную известь, называемую «кипелкой», и состоящую в основном из оксида кальция СаО (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Получение, гашение и твердение воздушной извести.

В зависимости от содержания оксида магния МgО воздушную известь разделяют на кальциевую (содержание МgО≤ 5 %), магнезиальную (МgО - от 5 до 20 %) и доломитовую (МgО от 20 до 40 %).

Материалы: комовая известь-кипелка, соляная кислота, раствор фенолфталеина, вода.

Приборы и приспособления: весы технические, штатив с бюреткой, ступка фарфоровая или агатовая, сосуд Дьюара, баня песчаная, стеклянная пластинка, коническая колба, стакан, деревянная и стеклянная палочки.

1. Определение содержания активных оксидов кальция и магния (активности извести)

Сущность метода заключается в определении объема соляной кислоты (титрата), израсходованной на нейтрализацию активных СаО и МgО, содержащихся в известковом растворе, с добавкой фенолфталеина и расчета активности.

От пробы извести-кипелки, измельченной до полного прохождения через сито с сеткой № 008, отбирают навеску в количестве 1 г и помещают в коническую колбу объемом 250 мл. Затем доливают 150 мл дистиллированной воды, закрывают стеклянной воронкой и нагревают 5…7 мин на песчаной бане, не доводя до кипения. После чего колбу охлаждают до температуры 20…30ºС. Стенки остывшей колбы омывают дистиллированной водой, добавляют 2…3 капли 1%-го спиртового раствора фенолфталеина и титруют при постоянном взбалтывании раствором соляной кислоты до исчезновения фиолетовой окраски и полного обесцвечивания содержимого колбы.

Титрование следует проводить медленно, добавляя кислоту в известковый раствор по каплям. Титрование считается законченным, если по истечении 8 мин цвет содержимого не изменится.

Содержание активных оксидов кальция и магния в негашеной извести, %:

А=2,804VK/G,

где V – объем 1 н. раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование, мл; K – поправка к титру 1 н. раствора соляной кислоты; G – масса навески извести, г.

2. Определение скорости гашения

Рис. 3.2. Прибор для определения скорости гашения извести.

При взаимодействии негашеной извести с водой происходит гидратация оксида кальция по реакции:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + q,

где q – количество тепла, выделяющегося при реакции.

Этот процесс называют гашением извести. Он сопровождается выделением значительного количества тепла. При этом температура гасящейся извести повышается до определенного максимума. С окончанием реакции прекращается выделение тепла, и температура смеси падает. Момент начала снижения температуры смеси является признаком прекращения реакции гашения извести.

Сущность метода заключается в определении максимально высокой температуры гашения извести и времени, за которое произошло повышение температуры.

Для испытаний используют сосуд Дьюара (рис. 3.2), который состоит из термосной колбы (1), термометра со шкалой на 150º (2) и пробки (3).

От измельченного порошка воздушной извести, хранившейся до испытания в герметичном сосуде, берут навеску, масса которой, г:

m=1000/А,

где А – содержание активных оксидов кальция и магния в извести, определенное в п. 1, г.

Навеску засыпают в сосуд прибора, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20ºС, быстро перемешивают деревянной палочкой и закрывают пробкой со вставленным в нее термометром. Ртутный шарик термометра должен полностью быть погружен в реагирующую смесь.

Отсчет температуры ведут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считается законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более, чем на 1ºС.

По полученным данным строят график в координатах время – температура, и отмечают на нем максимальную температуру и время ее достижения. Время, прошедшее с момента затворения извести водой до начала падения температуры, характеризует скорость гашения извести.